加氢裂化反应器的模型改进及不同急冷介质的效果比较

发布时间：2017-10-14 12:15

  本文关键词：加氢裂化反应器的模型改进及不同急冷介质的效果比较

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【摘要】：加氢裂化是一种重要的石油炼制技术,通常在高温高压的条件下进行。由于过程的复杂性,建立模型对其进行分析通常是一种有效的方法。加氢裂化过程中存在着明显的汽化现象,建立模型时考虑该因素能够更加准确地描述过程的特性。同时,加氢裂化过程通常采用较大的氢油比以控制反应温度,研究用冷油代替冷氢进行温度控制的方法,对工艺改进具有重要的意义。本文通过在分散集总动力学模型基础上加入汽液相平衡因素,建立了一个改进的加氢裂化反应器模型。同时,为了使模拟数据更加准确,以工业数据为标准,用遗传算法对模型参数进行了估测。此外,在加氢裂化的操作条件下,PR状态方程可以用来计算过程的汽液相平衡。与此同时,在该状态方程中,氢气与油品的二元相互作用参数对得到准确的汽液相平衡数据具有重要的影响。研究与分析结果表明：PR状态方程中氢气与油品的二元相互作用参数可以拟合为操作温度与油品性质的函数；加氢裂化床层中汽化现象十分明显,在反应器进口油品的汽化率仅为30%,而到反应器出口将有77%的油品蒸发到气相当中；汽化现象对反应过程具有重要的影响,在模型考虑和没有考虑汽液相平衡因素的两种情况下,得到的床层温度、液相流量、液相组成及产品的收率存在着明显的差别。为了减少大量氢气的压缩、净化与循环,提出了用冷油代替冷氢对床层进行急冷的方法,并在建立的加氢裂化模型基础上,对这两种方法进行了比较。同时,文中还对模型中关于液相平推流、催化剂全润湿及催化剂效率因子为1的假设进行了验证。模拟与分析结果表明：产品收率、平均液相流量、氢分压及床层温度在冷油和冷氢这两种急冷方式下的差别并不大,而冷油急冷所需压缩、净化与循环的流体体积要远小于冷氢急冷,从而可以减少过程的设备费和操作费。
【关键词】：加氢裂化 模型改进 汽液相平衡 二元相互作用参数 冷油急冷
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE96
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 符号说明9-12
• 第1章 前言12-14
• 1.1 研究背景12
• 1.2 研究内容12-13
• 1.3 创新点13-14
• 第2章 文献综述14-25
• 2.1 PR状态方程中二元相互作用参数研究状况14-16
• 2.2 加氢裂化反应器模型16-19
• 2.2.1 反应过程16-18
• 2.2.2 汽液相平衡因素18-19
• 2.3 冷油急冷研究状况19-23
• 2.4 模拟软件及方法23-25
• 2.4.1 Aspen Plus虚拟组分的划分23
• 2.4.2 Matlab模型的建立23-25
• 第3章 氢气在柴油中溶解度的预测25-32
• 3.1 柴油性质及氢气溶解度的实验测定25-26
• 3.2 基于Aspen Plus的氢气溶解度计算26-27
• 3.3 基于二元相互作用参数关联式的氢气溶解度计算27-28
• 3.4 结果与讨论28-31
• 3.4.1 基于Aspen Plus的模拟数据28-29
• 3.4.2 基于二元相互作用参数关联式的计算数据29-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 加氢裂化反应器改进模型32-51
• 4.1 加氢裂化过程32-34
• 4.2 加氢裂化改进模型34-41
• 4.2.1 反应过程34-39
• 4.2.2 汽液相平衡因素39-41
• 4.3 模型参数估测41-42
• 4.4 结果与讨论42-49
• 4.4.1 模型参数42
• 4.4.2 模拟结果与工业数据的比较42-44
• 4.4.3 床层汽液相平衡现象44-46
• 4.4.4 汽液相平衡对反应过程的影响46-49
• 4.5 本章小结49-51
• 第5章 不同急冷介质的效果比较51-62
• 5.1 急冷区域51-52
• 5.2 冷油急冷与冷氢急冷的比较52-57
• 5.2.1 目标产品的优化52-54
• 5.2.2 产品收率的比较54-55
• 5.2.3 床层液相流量的比较55
• 5.2.4 床层氢分压的比较55
• 5.2.5 床层温度的比较55-57
• 5.2.6 流体输送量的比较57
• 5.3 模型假设验证57-61
• 5.3.1 液相平推流57-58
• 5.3.2 催化剂润湿率58-60
• 5.3.3 催化剂效率因子60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 附录 攻读硕士期间论文发表情况71

【参考文献】

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本文编号：1031002